[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung von mindestens
einer Oberfläche mindestens eines Substrates gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
[0003] Aus der
DE 10 2007 038 120 A1 ist eine gattungsgemäße Beschichtungsvorrichtung bekannt, in der Solarzellen mittels
Transportrollen durch eine Beschichtungswanne bewegt werden, die ein Beschichtungsbad
enthält. An der Unterseite der Wanne sind unterschiedliche Arten von Lichtquellen,
z. B. LEDs angeordnet, deren Lichtwellenlänge an die jeweilige Beschichtungsflüssigkeit
angepasst ist.
[0004] Die Beschichtung kann ausschließlich lichtinduziert aber auch stromunterstützt durchgeführt
werden. Die Lichteinstrahlung mittels Leuchtmittel generiert eine Spannung an der
Zelle, die einen Zellstrom in Gang setzt. Dieser Zellstrom initiiert eine Metallabscheidung
aus dem entsprechend zusammengesetzten Beschichtungsbad auf die Vorderseite der Solarzelle.
Die Solarzelle ist in dem Galvanikstromkreis, der als Gleichrichterbeschaltung bezeichnet
wird, die Kathode.
[0005] Die kombinierte licht- und strominduzierte Beschichtung bewirkt jedoch keine signifikante
Durchsatzsteigerung.
[0006] In der
DE 42 25 961 A1 wird das Arbeiten mit konstanter Gleichspannung im Galvanikstromkreis als nachteilig
angesehen. Die zu galvanisierenden Gegenstände befinden sich auf dem Weg durch das
Beschichtungsbad im Wesentlichen in demselben elektrischen Feld. Die Plattiergeschwindigkeit,
also die Geschwindigkeit, mit der sich die abgeschiedene Metallschicht auf den Substraten
aufbaut, ist aber verhältnismäßig gering. Dies bedeutet, dass bei einer vorgegebenen
Bewegungsgeschwindigkeit der Gegenstände die Länge der Vorrichtung sehr groß sein
muss.
[0007] Um das Ziel einer höheren Plattiergeschwindigkeit zu erreichen, wird in der
DE 42 25 961 A1 vorgeschlagen, den Galvanikschaltkreis, d. h. die Gleichrichterbeschaltung, mit Strompulsen
zu betreiben. Es hat sich herausgestellt, dass mit dieser Maßnahme die Plattiergeschwindigkeit
um ein Vielfaches erhöht werden kann. Die stromlosen Zeiten, die zwischen den Stromimpulsen
liegen, werden dadurch kompensiert, dass die Amplitude der Stromimpulse entsprechend
erhöht wird.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, den Durchsatz an Substraten in der Beschichtungsvorrichtung
weiter zu erhöhen.
[0009] Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß
Anspruch 8 gelöst.
[0010] Die Vorrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erzeugung von synchronen Stromimpulsen und Lichtimpulsen vorgesehen sind,
wobei in den Pausen zwischen den Stromimpulsen die Bestrahlung des Substrates unterbrochen
ist.
[0011] Es hat sich gezeigt, dass der Durchsatz gesteigert werden kann, wenn nicht nur mit
Stromimpulsen, sondern auch mit zu den Stromimpulsen synchronen Lichtimpulsen gearbeitet
wird. Synchrone Impulse bedeutet, dass die Lichtimpulse immer dann anliegen, wenn
auch die Stromimpulse anliegen. In den Pulspausen zwischen den Stromimpulsen liegen
auch die Pulspausen der Lichtimpulse. Zur Unterbrechung der Bestrahlung der zu beschichtenden
Substratoberfläche kann beispielsweise die Lichtquelle abgeschaltet werden. Auch eine
Abschattung der Lichtquelle in den Pausen ist möglich. Als Lichtquellen werden bevorzugt
LEDs verwendet.
[0012] Mit solchen synchronen Lichtimpulsen konnte die Plattiergeschwindigkeit gegenüber
einer Dauerbeleuchtung gemäß der
DE 10 2007 038 10 A1 nochmals erhöht werden.
[0013] Vorzugsweise umfassen die Mittel zur synchronen Erzeugung von Stromimpulsen und Lichtimpulsen
mindestens einen Impulsgenerator in dem Gleichrichterschaltkreis und/oder in dem Lichtquellenschaltkreis.
[0014] Der Gleichrichterschaltkreis und/oder der Lichtquellenschaltkreis sind vorzugsweise
an den Impulsgenerator angeschlossen.
[0015] Es kann vorzugsweise ein Impulsgenerator vorgesehen sein, an dem beide Schaltkreise
angeschlossen sind. Auch kann in jedem Schaltkreis ein eigener Impulsgenerator vorgesehen
sein, die zur Erzeugung von synchronen Impulsen entsprechend zusammengeschaltet sind.
[0016] Vorzugsweise ist der Lichtquellenschaltkreis über einen Optokoppler mit dem Gleichrichterschaltkreis
gekoppelt. Die Kopplung über einen Optokoppler hat aufgrund der galvanischen Trennung
von Eingang und Ausgang den Vorteil, dass Störeinflüsse aus einem Schaltkreis nicht
auf den anderen Schaltkreis übertragen werden können. Die Verknüpfung der Schaltkreise
über einen Optokoppler hat somit den Vorteil einer größeren Stabilität und Gleichmäßigkeit
der erzeugten Impulse. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Lichtquellenscnaltkreis
und/oder Gleichrichterschaltkreis mindestens eine Steuereinrichtung auf, die in Abhängigkeit
der Länge der Stromimpulse und/oder der Lichtimpulse die Lichtleistung der Lichtquelle
und/oder die Stärke der Stromimpulse steuert. Mittels der mindestens einen Steuereinrichtung
kann über die Stärke der Lichtimpulse und/oder der Stromimpulse die Morphologie der
abgeschiedenen Metallschichten beeinflusst werden. Es können gradierte Metallschichten
mit optimierten Eigenschaften abgeschieden werden. Eine weitere Möglichkeit besteht
z. B. darin, die Stärke sowohl der Lichtimpulse als auch die der Stromimpulse gleichzeitig
zu ändern, indem z. B. die Stromimpulse während der Beschichtung abgesenkt und die
Lichtimpulse gleichzeitig erhöht werden.
[0017] Um die Abscheidegeschwindigkeit und somit den Durchsatz weiter zu erhöhen, sind vorzugsweise
Mittel zur Erzeugung einer Strömung der Beschichtungsflüssigkeit vorgesehen. Da die
Substrate durch die ruhende Beschichtungsflüssigkeit bewegt werden, ist eine Strömung
an den Oberflächen des Substrates bereits vorhanden. Mit den Mitteln soll die Beschichtungsflüssigkeit
ebenfalls in Strömung versetzt werden, so dass zu der aufgrund der Substratbewegung
bereits vorhandenen Strömung eine zusätzliche Strömung an der Oberfläche des Substrates
erzeugt wird.
[0018] Der Durchsatz kann zwar dadurch erhöht werden, dass die Stromdichte erhöht wird,
z. B. durch die Stärke der Stromimpulse, weil dadurch die zu erreichende Schichtdicke
schneller abgeschieden wird. Die Stromdichte kann aber nicht beliebig hoch gewählt
werden, weil die so genannte Grenzstromdichte beachtet werden muss. Unter der Grenzstromdichte
versteht man die Stromdichte, bei der die freie Metallionenkonzentration an der zu
beschichtenden Kathodenoberfläche, gegen Null geht.
[0019] Bei Überschreiten der Grenzstromdichte wird in diesem Bereich aufgrund der Verarmung
an Metallionen in dem Elektrolyten gasförmiger Wasserstoff erzeugt, der in der bereits
abgeschiedenen Metallschicht u. a. Poren erzeugt mit der Folge, dass die Morphologie
der Metallschicht beeinträchtigt wird, was zur Pulverisierung der Metallschicht führen
kann.
[0020] Es hat sich gezeigt, dass die Grenzstromdichte umso höher liegt, je höher die Strömungsgeschwindigkeit
v
s der Beschichtungsflüssigkeit an der Oberfläche der Kathodenfläche des Substrates
ist.
[0021] Gemäß einer ersten Ausführungsform der Mittel zur Erzeugung der Strömung der Beschichtungsflüssigkeit
ist mindestens eine Düse zum Einleiten von Beschichtungsflüssigkeit vorgesehen. Mittels
der oder den Düsen wird die Beschichtungsflüssigkeit in eine turbulente Strömung versetzt,
die vorzugsweise so groß gewählt wird, dass sie die durch den Vorschub des Substrates
durch die Beschichtungsflüssigkeit an der zu beschichtenden Oberfläche bewirkte Strömung
überwiegt oder verstärkt.
[0022] Vorzugsweise ist die Düse im Beschichtungsbad gegenüber der zu beschichtenden Oberfläche
angeordnet.
[0023] Die Düse ist vorzugsweise senkrecht auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates
gerichtet. Es wird dadurch eine Strömung auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates
gerichtet, so dass beim Auftreffen der Strömung auf das Substrat Wirbel erzeugt werden.
Diese Wirbel sollten an der Oberfläche des Substrates eine Geschwindigkeit besitzen,
die größer ist als die durch den Vorschub des Substrates bedingte Relativgeschwindigkeit
der Besch ichtu ngsflüssigkeit.
[0024] Vorzugsweise ist die Düse zwischen den Anoden des Gleichrichterschaltkreises angeordnet.
Die aus den Düsen auftretende Beschichtungsflüssigkeit kann ungehindert zu der zu
beschichtenden Oberfläche strömen und wird nicht durch die Anoden abgeschwächt.
[0025] Die Düse ist vorzugsweise eine Venturidüse, mit der eine hohe Austrittsgeschwindigkeit
der Beschichtungsflüssigkeit erzielt werden kann.
[0026] Gemäß einer zweiten Ausführungsform umfassen die Mittel zur Erzeugung der Strömung
der Beschichtungsflüssigkeit eine Umwälzeinrichtung.
[0027] Diese Umwälzeinrichtung ist vorzugsweise eine Gegenstromeinrichtung. Die Gegenstromeinrichtung
versetzt die Beschichtungsflüssigkeit in eine Strömung, die entgegen der Vorschubrichtung
des Substrates in dem Beschichtungsbad gerichtet ist. Der Einlass der Beschichtungswanne
ist vorzugsweise am Ende und der Auslass der Beschichtungswanne am Anfang der Transporteinrichtung
angeordnet. Die Beschichtungsflüssigkeit wird somit vorzugsweise entgegen der Vorschubrichtung
aus der Beschichtungswanne abgesaugt. Vorzugsweise sind Ein- und Auslass in der Höhe
der Transporteinrichtung, d. h. in der Höhe der zu transportierenden Substrate angeordnet,
damit die Gegenströmung durch die übrigen Einbauten im Beschichtungsbad nicht behindert
wird.
[0028] Die Einrichtung mit Düsen kann ebenso alleine eingesetzt werden wie die Umwälzeinrichtung.
Es ist jedoch bevorzugt, beide Einrichtungen in Kombination vorzusehen.
[0029] Das Verfahren zur galvanischen Beschichtung von mindestens einer Oberfläche eines
Substrates ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Galvanikstrom und das Licht synchron gepulst werden, wobei in den Impulspausen
zwischen den Stromimpulsen die Bestrahlung des Substrates unterbrochen wird.
[0030] Die Länge der Licht- und Stromimpulse beträgt vorzugsweise 0,1 ms bis 10000 ms. Bevorzugte
Impulslängen sind 1 ms - 1000 ms, insbesondere 1 ms bis 100 ms.
[0031] Die Länge der Impulse wird vorzugsweise gleich der Länge der Impulspausen gewählt.
[0032] Die Stromimpulse und/oder die Lichtimpulse sind vorzugsweise Rechteckimpulse.
[0033] Die Stärke und/oder die Länge der Lichtimpulse und/oder der Stromimpulse kann verändert
werden. Die Veränderung der Impulse ermöglicht die Abscheidung von z. B. gradierten
Metallschichten mit optimierten Eigenschaften. Mittels der/den Steuereinrichtung/en
lassen/lässt sich auf diese Weise individuelle Galvanisierungsprogramme realisieren.
[0034] Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, die Lichtimpulse umso schwächer zu
wählen, je länger die Lichtimpulse sind. So kann beispielsweise die Lichtleistung
10 % der Maximallichtleistung betragen, wenn die Impulslänge 100 ms beträgt, 20 %
bei einer Impulslänge von 1 ms und 80 % bei einer Impulslänge von 0,5 ms.
[0035] Zur weiteren Verbesserung des Durchsatzes kann in den Pausen der Stromimpulse ein
Gleichstrom angelegt werden, dessen Stärke vorzugweise I
2 ≤ 0,5 x I
1, wobei I
1 die Stärke der Stromimpulse bezeichnet. Die Stromstärke I
2 wird vorzugsweise so niedrig gewählt, dass die notwendige Regenerierung der elektrolytischen
Beschichtungsflüssigkeit bzgl. der Metallionenkonzentration an der zu beschichtenden
Kathodenfläche nicht beeinträchtigt wird.
[0036] Die Beschichtungsflüssigkeit wird vorzugsweise mindestens im Bereich der zu beschichtenden
Oberfläche des Substrates in eine zur Vorschubrichtung des Substrates entgegengesetzte
Strömung versetzt.
[0037] Zusätzlich zu dieser entgegengesetzten Strömung oder auch unabhängig von einer entgegengesetzten
Strömung kann die Beschichtungsflüssigkeit mindestens im Bereich der zu beschichtenden
Oberfläche des Substrates in Turbulenzen versetzt werden.
[0038] Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen
näher erläutert.
[0039] Es zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Beschichtungswanne,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung der Schaltkreise und der Anordnung der Lichtquelle,
- Fig. 3
- eine weitere Ausführungsform der Schaltkreise,
- Fig. 4 und 5
- verschiedene Impulsdiagramme zur Erläuterung des Beschichtungsverfahrens.
[0040] In der Fig. 1 ist schematisch ein Schnitt durch eine Vorrichtung 10 zur Beschichtung
von Substraten 1 dargestellt. Als Substrate 1 werden in dem vorliegenden Beispiel
Solarzellen 1 a verwendet. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Beschichtungswanne 12,
die ein Beschichtungsbad 13 enthält, das aus einer elektrolytischen Beschichtungsflüssigkeit
14 gebildet wird.
[0041] Im oberen Bereich der Beschichtungswanne 12 ist eine Transporteinrichtung 15 vorgesehen,
die obere Transportrollen 16 und untere Transportrollen 18 umfasst, zwischen denen
die Solarzellen 1 a gehalten und in Pfeilrichtung 5 transportiert werden. Die Beschichtungswanne
12 ist soweit mit der Beschichtungsflüssigkeit 14 gefüllt, dass sich die zu beschichtenden
Solarzellen 1a vollständig in dem Beschichtungsbad 13 befinden.
[0042] Zur Erzeugung einer Strömung im Beschichtungsbad 13 ist eine Umwälzeinrichtung 30
vorgesehen, die eine erste Flüssigkeitsleitung 36 aufweist. Die Beschichtungswanne
12 weist unterhalb der Transporteinrichtung 15 einen ersten Auslass 22 auf, an dem
die erste Flüssigkeitsleitung 36 angeschlossen ist. Mittels einer in dieser ersten
Flüssigkeitsleitung 36 angeordneten ersten Pumpe 32 wird die Beschichtungsflüssigkeit
14 aus der Beschichtungswanne 12 über den ersten Auslass 22 abgepumpt und über einen
ersten Einlass 20, der im Bodenbereich der Beschichtungswanne 12 angeordnet ist, der
Beschichtungswanne 12 wieder zugeführt.
[0043] Im Innern der Beschichtungswanne 12 ist ein Einströmsystem 40 mit einem Zuführrohr
42 an die erste Flüssigkeitsleitung 36 angeschlossen. Am anderen Ende des Zuführrohrs
42 ist ein horizontal angeordnetes Verteilerrohr 44 angeschlossen, an dem eine Mehrzahl
von Venturidüsen 46 angeordnet ist. Diese Venturidüsen 46 sind vertikal ausgerichtet
und somit senkrecht zu den Solarzellen 1 a angeordnet. Aus diesen Venturidüsen 46
tritt die zugeführte Beschichtungsflüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit aus und trifft
somit im Wesentlichen senkrecht auf die zu beschichtende nach unten weisende Vorderseite
3 der Solarzellen 1 a auf (s. Fig. 2).
[0044] Damit diese Strömung nicht durch Einbauten gestört wird, sind diese Venturidüsen
46 zwischen den Anoden 54 des Gleichrichterschaltkreises 50 angeordnet (s. Fig. 2).
Oberhalb der Anoden 54 sind Lichtquellen 64 eingezeichnet, die LED-Lichtleisten sind.
Die Anordnung der Lichtleisten ist lediglich schematisch dargestellt. Insbesondere
an der Oberfläche 3 der Solarzellen 1a führt diese von unten kommende Strömung zu
Turbulenzen, so dass die Beschichtungsflüssigkeit 14 sich im Bereich der zu beschichtenden
Oberfläche 3 in den Impulspausen schnell regenerieren kann.
[0045] Um zusätzlich eine Strömung entgegen der Vorschubrichtung 5 innerhalb des Beschichtungsbades
zu erzeugen besitzt die Beschichtungswanne 12 im linken unteren Bereich einen zweiten
Auslass 23, an den eine zweite Flüssigkeitsleitung 38 mit einer zweiten Pumpe 34 angeschlossen
ist. Diese Leitung 38 mündet in einem zweiten Einlass 21 im oberen Bereich der Beschichtungswanne
12 ein. Der zweite Einlass 21 befindet sich im Bereich der Solarzellen 1a, so dass
zwischen dem zweiten Einlass 21 und dem ersten Auslass 22 eine horizontale Strömung
entgegen der Vorschubrichtung 5 erzeugt wird.
[0046] Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise auch ohne die zweite Flüssigkeitsleitung 38
ausgestattet sein. Eine weitere Variante kann ohne Einströmsystem 40 mit und ohne
zweiter Flüssigkeitsleitung 38 ausgelegt sein. In der Ausführungsform ohne zweite
Flüssigkeitsleitung 38 ist vorzugsweise die erste Flüssigkeitsleitung 36 am zweiten
Einlass 21 an die Beschichtungswanne 12 angeschlossen.
[0047] In der Fig. 2 ist eine Solarzelle 1a im Schnitt vergrößert dargestellt. Diese besitzt
auf der Rückseite 2 eine Metallisierung und an der Vorderseite 3 für die Ausbildung
von Kontaktfingern Streifen aus einer geeigneten Paste 4. Zur Ausbildung der Elektrodenstrukturen
werden vorzugsweise Siebdruckpasten verwendet. Bei der galvanischen Abscheidung wird
nur im Bereich dieser Siebdruckpasten das Metall aus der elektrolytischen Beschichtungsflüssigkeit
abgeschieden.
[0048] Die oberen Transportrollen 16 kontaktieren die metallische Rückseite 2 der Solarzelle
1 a und können somit zum Anlegen eines Galvanikstromes genutzt werden. Hierzu ist
ein Gleichrichterschaltkreis 50 vorgesehen, der eine der obere Transportrollen 16
mit den Anoden 54, die vorzugsweise Silberanoden sind, verbindet. In dem Gleichrichterschaltkreis
50 befindet sich eine Spannungsquelle 52 und ein Impulsgenerator 53. Mittels des Impulsgenerators
53 können Stromimpulse an die Solarzelle 1a und die Anoden 54 angelegt werden.
[0049] Ferner ist zur Bestrahlung der zu beschichtenden Oberfläche 3 stellvertretend für
eine Mehrzahl von Lichtquellen eine Lichtquelle 64, z. B. eine LED, eingezeichnet.
Diese Lichtquelle 64 ist an einen Lichtquellenschaltkreis 60 angeschlossen, der eine
Spannungsversorgung 62 aufweist.
[0050] Die beiden Schaltkreise 50 und 60 sind über einen Optokoppler 56 miteinander verbunden,
wobei der Eingang 57 des Optokopplers 56 an den Gleichrichterschaltkreis 50 angeschlossen
ist und der Ausgang 58 an den Lichtquellenschaltkreis 60.
[0051] Der Optokoppler 56 ist in der Weise geschaltet, dass bei Anlegen eines Stromimpulses
auch gleichzeitig die Lichtquelle 64 eingeschaltet wird, so dass auch gleichzeitig
ein Lichtimpuls erzeugt wird. In den Stromimpulspausen wird die Lichtquelle 64 abgeschaltet.
[0052] In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der kein Optokoppler
56 vorgesehen ist. Stattdessen ist der Lichtquellenschaltkreis 60 unmittelbar an den
Impulsgenerator 53 angeschlossen, der somit die Impulse für beide Schaltkreise 50,
60 vorgibt.
[0053] Optional kann noch eine Steuereinrichtung 66 im Lichtquellenschaltkreis 60 angeordnet
sein. Diese Steuereinrichtung 66 kann die Lichtimpulsstärke beispielsweise in Abhängigkeit
von der Länge der Impulse steuern.
[0054] Ebenso kann in dem Gleichrichterschaltkreis 50 eine Steuereinrichtung 59 vorgesehen
sein, mit der unterschiedliche Längen und Höhen der Stromimpulse eingestellt werden.
Mittels beider Steuereinrichtungen 59, 66 lässt sich ein vollautomatisches Galvanisierungsprogramm
mit individuellen Beschichtungsstufen realisieren. Dies ist insbesondere von Vorteil,
um gradierte Schichten auf den durch die Paste 4 definierten Elektrodenstrukturen
auszubilden.
[0055] In der Fig. 4 sind zwei Diagramme bzgl. der Stromimpulse und der Lichtimpulse dargestellt.
Die Lichtimpulse und die Stromimpulse sind gleich lang. Zwischen den Stromimpulsen
bzw. den Lichtimpulsen sind Pausen vorgesehen, die gleich lang sind wie die Impulse.
Die Licht- und Stromimpulse sind vollständig synchron, wobei in den Pulspausen die
Lichtintensität null ist. Dies kann durch Abschalten der Lichtquelle oder durch eine
Abschattung der Lichtquelle erreicht werden.
[0056] In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der in den Stromimpulspausen
ein Gleichstrom angelegt wird, der die Stromstärke I
1 aufweist. Die Stromstärke I
1 beträgt 50 % der Stromstärke I
2. Die Lichtimpulse entsprechen denen aus der Fig. 4.
Bezugszeichenliste
[0057]
- 1
- Substrat
- 1 a
- Solarzelle
- 2
- Rückseite
- 3
- Vorderseite
- 4
- Paste
- 5
- Vorschubrichtung
- 10
- Vorrichtung
- 12
- Beschichtungswanne
- 13
- Beschichtungsbad
- 14
- elektrolytische Beschichtungsflüssigkeit
- 15
- Transporteinrichtung
- 16
- obere Transportrolle
- 18
- untere Transportrolle
- 20
- erster Einlass
- 21
- zweiter Einlass
- 22
- erster Auslass
- 23
- zweiter Auslass
- 30
- Umwälzeinrichtung
- 32
- erste Pumpe
- 34
- zweite Pumpe
- 36
- erste Flüssigkeitsleitung
- 38
- zweite Flüssigkeitsleitung
- 40
- Einströmsystem
- 42
- Zuführrohr
- 44
- Verteilerrohr
- 46
- Venturidüse
- 50
- Gleichrichterschaltkreis
- 52
- Spannungsquelle
- 53
- Impulsgenerator
- 54
- Anode
- 56
- Optokoppler
- 57
- Eingang des Optokopplers
- 58
- Ausgang des Optokopplers
- 59
- Steuereinrichtung
- 60
- Lichtquellenschaltkreis
- 62
- Spannungsquelle
- 64
- Lichtquelle, LED
- 66
- Steuereinrichtung
1. Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung von mindestens einer Oberfläche (2, 3) mindestens
eines Substrates (1), insbesondere einer Solarzelle (1a), mit einem Beschichtungsbad
(13), das eine mit elektrolytischer Beschichtungsflüssigkeit (14) gefüllte Beschichtungswanne
(12) aufweist, mit einer Transporteinrichtung (15) zum Durchführen des Substrates
durch das Beschichtungsbad (13), mit einem Lichtquellenschaltkreis (60) mit mindestens
einer Lichtquelle (64) zur Bestrahlung des Substrates (1) und mit einem Gleichrichterschaltkreis
(50) für das Substrat (1) mit Anoden (54), dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel zur Erzeugung von synchronen Stromimpulsen und Lichtimpulse vorgesehen sind,
wobei in den Impulspausen zwischen den Stromimpulsen die Bestrahlung des Substrates
(1) unterbrochen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur synchronen Erzeugung von Stromimpulsen und Lichtimpulsen mindestens
einen Impulsgenerator (53) in dem Gleichrichterschaltkreis (50) und/oder in dem Lichtquellenschaltkreis
(60) umfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichterschaltkreis (50) und der Lichtquellenschaltkreis (60) an den Impulsgenerator
(53) angeschlossen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquellenschaltkreis (60) über einen Optokoppler (56) mit dem Gleichrichterschaltkreis
(50) gekoppelt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquellenschaltkreis (60) und/oder der Gleichrichterschaltkreis (50) mindestens
eine Steuereinrichtung (59, 66) aufweist, die in Abhängigkeit der Länge der Stromimpulse
und/oder der Lichtimpulse die Lichtleistung der Lichtquelle (64) und/oder die Stärke
der Stromimpulse steuert.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erzeugung einer Strömung der Beschichtungsflüssigkeit (14) vorgesehen
sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung der Strömung der Beschichtungsflüssigkeit (14) mindestens
eine Düse zum Einleiten von Beschichtungsflüssigkeit (14) umfassen und/oder dass sie
eine Umwälzeinrichtung (30) umfassen.
8. Verfahren zur galvanischen Beschichtung von mindestens einer Oberfläche mindestens
eines Substrates, wobei das Substrat durch eine elektrolytische Beschichtungsflüssigkeit
bewegt und mit Licht bestrahlt wird, wobei an das Substrat mittels eines Gleichrichterschaltkreises
ein Galvanikstrom angelegt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der Galvanikstrom und das Licht synchron gepulst werden, wobei in den Impulspausen
zwischen den Stromimpulsen die Bestrahlung des Substrates unterbrochen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Licht- und Stromimpulse 0,1 ms bis 10000 ms betragen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Impulspausen gleich der Länge der Impulse gewählt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromimpulse und/oder die Lichtimpulse Rechteckimpulse sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge und/oder die Stärke der Lichtimpulse und/oder der Stromimpulse verändert
wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtimpulse umso schwächer sind, je länger die Lichtimpulse sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Pausen der Stromimpulse ein Gleichstrom angelegt wird, dessen Stärke I2 ≤ 0,5 x I1 ist, wobei I1 die Stärke der Stromimpulse bezeichnet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsflüssigkeit mindestens im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche
des Substrates in eine zur Vorschubrichtung des Substrates entgegengesetzte Strömung
versetzt wird.